Несущая способность коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при огневом воздействии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Баряк Дмитрий Сергеевич

• Баряк Дмитрий Сергеевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Баряк Дмитрий Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1. 1 Коррозия арматуры в бетоне

1.1.1 Причины и механизмы развития коррозии

1.2 Влияние температуры на теплотехнические свойства бетона и арматуры

1.2.1 Теплотехнические свойства бетона

1.2.2 Теплотехнические свойства арматуры

1.3 Изменение механических свойств железобетона при температурном воздействии

1.3.1 Механические свойства бетона

1.3.2 Механические свойства арматуры

1.4 Влияние высокой температуры на несущую способность железобетонных элементов

1.5 Остаточные напряжения в железобетонных элементах после огневого воздействия

1.6 Теоретические основы расчета несущей способности железобетонных колонн при сжимающем нагружении

1.7 Численное исследование влияния коррозии на и огневого воздействия на несущую способность сжатых железобетонных конструкций

51

1.8 Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ КОРРОЗИОННОМ ПОВРЕЖДЕНИИ И ОГНЕВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

2.1 Основные предпосылки расчета несущей способности сжатых железобетонных элементов

2.1.1 Расчет температурного поля в сечении методом конечных разностей

2.1.2 Расчет давления продуктов коррозии и трещинообразования сжатых железобетонных элементов при огневом воздействии

2.1.3 Потеря устойчивости сжатой арматуры при пожаре

2.1.4 Анализ влияния сколов защитного слоя бетона на прогрев арматуры

2.1.5 Учет влияния снижения сцепления коррозионно-поврежденных элементов при огневом воздействии на несущую способность

2.2 Расчет несущей способности коррозионно-поврежденной сжатых железобетонных конструкций при высокотемпературном воздействии

2.2.1 Случай внецентренного сжатия

2.2.2 Алгоритм определения несущей способности сжатых железобетонных элементов

2.2.3 Результаты расчета предельного изгибающего момента колонны при пожаре и коррозии

2.3 Определение несущей способности железобетонной колонны с использованием нелинейной деформационной модели

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЦЕНТРАЛЬНО И ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ КОРРОЗИОННОМ ПОВРЕЖДЕНИИ И ОГНЕВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

3. 1 Цель и задачи экспериментальных исследований

3.2 Конструкция опытных образцов

3.2.1 Геометрические параметры и армирование

3.2.2 Устройство опалубки и бетонирование

3.2.3 Электрохимическая схема коррозионного воздействия

3.2.4 Приборы и оборудование для испытаний

3.3 Испытания сцепления арматуры с бетоном

3.3.1 Подготовка и нагрев образцов

3.3.2 Результаты и анализ сцепления до и после нагрева

3.3.3 Верификация результатов испытаний на определение сцепления

3.4 Огневые испытания железобетонных колонн

3.4.1 Испытательная установка и параметры среды

3.4.2 Методика проведения испытаний

3.4.3 Результаты проведения испытаний

3.4.4 Оценка изменения прочности арматуры и бетона

3.5 Сравнение и анализ результатов испытаний опытных образцов на огневое воздействие

3.6 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ВЕРИФИКАЦИЯ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДВОАНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ВНЕЦЕНТРЕННО-СЖАТЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ КОРРОЗИОННОМ ПОВРЕЖДЕНИИ И ОГНЕВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

4.1 Численная модель коррозионно-поврежденных колонн

4.1.1 Построение численной модели

4.1.2 Применение модели поврежденной пластичности бетона CDP

4.1.3 Контактное взаимодействие и моделирование сцепления

4.1.4 Механизмы учета снижения и полного разрушения сцепления при коррозионном повреждении

4.1.5 Параметры моделирования коррозии

4.2 Модели материалов в п/к Abaqus

4.2.1 Физико-механические свойства материалов

4.2.2 Теплофизические свойства материалов

4.3 Методика решения нестационарной задачи теплопроводности

4.3.1 Уравнение теплопроводности и режим нагрева

4.3.2 Граничные условия и конвекция

4.4 Результаты расчета численных моделей на статическое

внецентренное нагружение при огневом воздействии

4.5 Сравнение результатов расчета с нормативными методиками и разработанным аналитическим алгоритмом

4.6 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Справка о внедрении результатов исследования в практику проектирования

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Несущая способность коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при огневом воздействии»

Актуальность темы

Самым распространенным повреждением железобетонных элементов является коррозия бетона и арматуры. На развитие коррозии влияют ошибки при проектировании и строительстве зданий, несоблюдение тепло-влажностного режима эксплуатации и иные факторы. Коррозия несущих элементов приводит к нарушению эксплуатации здания, а иногда и к обрушению отдельных его частей или же всего сооружения. Но в совокупности с другими воздействиями, такими как огневые, вероятность обрушения увеличивается в разы, что приводит к большим экономическим и к людским потерям.

На данный момент при проектировании железобетонных зданий и сооружений расчеты конструкций на огнестойкость проводят по [37]. В нем освещены основные положения по учету температурных воздействий на грани бетонных элементов и их влияние на прочность всей конструкции. При этом в нормативах не указано, как на это влияет присутствующая в элементах коррозия. Причем учет коррозии просто уменьшением площади арматуры не является корректным, поскольку продукты коррозии уменьшают сцепление арматуры с бетоном, создают избыточное внутреннее давление на защитный слой бетона и как следствие появляются коррозионные трещины. Также продукты коррозии обладают своими теплотехническими характеристиками. У корродированного бетона также изменяются теплотехнические показатели и снижается прочность. Не учет этого влияния может привести к неправильному определению несущей способности элемента, а в следствии и к ее потере при возникновении пожара.

Актуальность исследования несущей способности коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при огневом воздействии подтверждается необходимостью уточнения их несущей способности для предотвращения преждевременного разрушения.

Рассматриваемая проблема усиливается также с учетом текущего состояния строительного фонда. Большинство зданий и сооружений, построенных в предыдущие десятилетия, эксплуатируются за пределами проектного срока без регулярного технического обслуживания. Воздействие агрессивных факторов окружающей среды - таких как повышенная влажность, температурные колебания и загрязненная атмосфера - ускоряет процессы разрушения как арматуры, так и бетона. В этих условиях особенно сложно адекватно оценить остаточную несущую способность конструкций при возникновении пожаров или иных аварийных ситуаций, поскольку существующие методы обследования не учитывают совокупное воздействие огня и ранее возникшей коррозии.

Кроме того, при проектировании новых конструкций, а особенно при реконструкции или усилении действующих объектов, возникает необходимость в усовершенствовании расчетных моделей. Современные нормативные подходы в значительной степени базируются на идеализированных условиях, не отражающих реальное наличие трещин, корродированных участков бетона и коррозионных продуктов. Особенно это критично при прогнозировании поведения конструкции в условиях неравномерного температурного нагрева, например, при пожарах. Таким образом, исследование потери устойчивости коррозионно-поврежденных элементов в условиях высокотемпературного воздействия представляет собой важную задачу.

Степень разработанности темы

Вопросы, связанные с огнестойкостью железобетонных конструкций, подробно рассматривались в трудах как российских, так и зарубежных исследователей. Существенный вклад внесли такие исследователи как: Милованов А.Ф., Ройтман В.М., Яковлев А.И., Бондаренко В.М., Федоров В.С., Аветисян Л.А., Левитский В.Е., Антонов С.П., Болодьян Г.И., Леденев А.А., Тамразян А.Г., Гузеев Е.А., Попов Д.С., Алексеев С.Н., Иванов Ф.М., Петров В.В., Шаповалов В.С., Черняков Н.М., а также зарубежные

исследователи: Modry S., Kodur V.K.R., Hertz K.D., Phan L.T., Bailey C.G., Anderberg Y., Khoury G.A., Ali F., Buchanan A.H., Gernay T., Pernetti R.

Изучение влияния процессов коррозии на эксплуатационные характеристики железобетонных элементов активно велось как в отечественной, так и зарубежной научной среде. В этой области исследовали такие ученые как: Бенин А.В., Попеско А.И., Модры С., Тамразян А.Г., Федорова Н.В., Колчунов В.И., Смоляго Г.А., Овчинников И.Г., Овчинников И.И., Петров В.В., Берлинов М.В., Бондаренко В.М., Москвин В.М., Попов Д.С., а также Chen M.C., Dang V.H., Du Y., Feng R., Fernandez I., Fu C., Han S.J., Huang R., Khan I., Lim S., Malumbela G., Mangat P.S., Elgarf M.S., Stewart M.G., Yalciner H., Ye H., Zhang R., Zhang W., Zhu W., Franfois R и др.

Численное моделирование железобетонных конструкций при различных НДС, а также вопросы по моделированию теплопроводности были рассмотрены в работах: Белостоцкого А.М., Сидорова В.Н., Ba G.Z., Liu C. и др.

Среди выполненных исследований, отсутствуют комплексные научные работы, посвящённые поведению сжатых железобетонных элементов, одновременно имеющих коррозионные повреждения и находящихся под воздействием высоких температур. Таким образом, требуется проведение дополнительных исследований, направленных на оценку несущей способности таких элементов.

Научно-техническая гипотеза состоит в предположении, что несущая способность коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при огневом воздействии зависит от уровня коррозии и физико-механических и теплотехнических характеристик бетона и арматуры.

Цель исследования

Разработка методики расчета несущей способности коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при огневом воздействии.

Задачи исследования

Для достижения сформулированной цели в рамках диссертационной работы последовательно решены следующие научные и прикладные задачи:

- Выполнить анализ действующих отечественных и зарубежных нормативных документов, а также научной литературы, касающейся расчёта несущей способности железобетонных конструкций в условиях воздействия высоких температур и при наличии коррозионных повреждений.

- Разработать аналитический алгоритм определения несущей способности сжатых железобетонных элементов, подвергшихся коррозии, при температурном воздействии, учитывающий физико-механические и теплотехнические изменения параметров материалов.

- Провести экспериментальные исследования, позволяющие выявить зависимости между степенью коррозионного повреждения элементов и снижением несущей способности образцов при огневом воздействии.

- Выполнить сопоставление экспериментальных данных с результатами численного моделирования, полученными с применением метода конечных элементов, с целью верификации разработанной расчетной модели.

Объект исследования

Коррозионно-поврежденные сжатые железобетонные элементы при огневом воздействии.

Предмет исследования

Несущая способность коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при огневом воздействии.

Научная новизна полученных результатов:

- Методика расчёта несущей способности сжатых железобетонных элементов, подвергшихся коррозии и температурному воздействию, основанная на комплексном учёте уровня коррозии, температуры и изменений физико-механических и теплотехнических характеристик материалов.

- Результаты огневых испытаний внецентренно сжатых железобетонных колонн, подвергшихся коррозионному воздействию, позволившие установить характерные зависимости снижения несущей способности.

- Аналитические зависимости для оценки несущей способности, верифицированные с помощью численной аппроксимации по результатам экспериментальных исследований.

- Методика оценки влияния сцепления коррозионно-поврежденной арматуры с бетоном на несущую способность железобетонных конструкций при огневом воздействии.

- Разработанная модель учета потери устойчивости коррозионно-поврежденных арматурных стержней и ее влияние на несущую способность сжатых железобетонных элементов в условиях огневых воздействий.

Теоретическая значимость работы

- Сформулированы аналитические зависимости, учитывающие совокупное влияние коррозионных повреждений и высокотемпературного воздействия на несущую способность.

- Установлены закономерности взаимодействия коррозии и температурных воздействий, влияющие на сцепление арматуры с бетоном и, как следствие, на общую несущую способность конструкции.

- Получена зависимость несущей способности сжатых железобетонных элементов от уровня коррозионного повреждения в условиях высокотемпературного воздействия.

- Сформирована теоретическая база, позволяющая выполнять расчет несущей способности железобетонных конструкций при огневых воздействиях и обосновывать возможность их дальнейшей эксплуатации.

- Построены новые расчетные модели для оценки влияния степени коррозионного повреждения на предельное состояние железобетонных конструкций при пожаре.

Практическая значимость работы

- Разработанные расчетные подходы и полученные экспериментальные данные могут быть использованы для оценки несущей способности сжатых железобетонных элементов с коррозионным повреждением, подвергшихся огневому воздействию, что актуально при обследовании объектов, проектировании усиления и реконструкции.

- Результаты исследования применимы при разработке мероприятий по противопожарной защите и при выборе эффективных способов усиления железобетонных элементов в ходе капитального ремонта или реконструкции.

- Расчётные модели и функциональные зависимости, полученные в ходе работы, могут быть интегрированы в современные программные комплексы для повышения точности инженерных расчетов при моделировании работы конструкций в условиях пожара.

- Результаты работы могут служить основой для разработки рекомендаций и дополнений к нормативным документам по расчету несущей способности поврежденных коррозией железобетонных конструкций при огневом воздействии.

- Разработанные подходы могут быть внедрены в инженерную практику для повышения безопасности и надежности строительных объектов в условиях пожара.

Методология и методы исследования

Методологическая основа исследования базируется на комплексном подходе, включающем анализ опубликованных отечественных и зарубежных научных трудов, посвящённых расчету железобетонных конструкций при высокотемпературном воздействии и наличии коррозионных повреждений. В работе использованы общепринятые положения теории расчёта железобетонных элементов. Аналитические зависимости построены с учётом данных, полученных в ходе экспериментальных исследований, выполненных с применением сертифицированного лабораторного оборудования. При выполнении теплотехнических расчётов использованы положения теории

теплопроводности, а также методы математического моделирования, основанные на решении дифференциальных уравнений теплопроводности Фурье. Для численного моделирования напряжённо-деформированного состояния исследуемых элементов применялись программные комплексы, основанные на методе конечных элементов, что обеспечило сопоставимость результатов с данными эксперимента. Применены современные модели поведения бетона и арматуры при воздействии высоких температур.

Положения, выносимые на защиту:

- Аналитическая методика оценки несущей способности коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов, находящихся под высокотемпературным воздействием, с учётом изменения физико-механических характеристик материалов, температурных полей и степени коррозионного повреждения.

- Полученные экспериментальные данные, характеризующие поведение сжатых железобетонных элементов в условиях комбинированного воздействия высоких температур и коррозии, а также сравнение этих данных с результатами расчета, полученными на основе предложенной методики.

- Результаты численной аппроксимации несущей способности моделей коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при огневом воздействии, верифицированные на основе результатов экспериментальных исследований.

- Зависимость между снижением сцепления коррозионно-поврежденной арматуры с бетоном и уменьшением несущей способности конструкций при огневом воздействии, подтверждённая результатами расчета и экспериментальными данными.

Личный вклад соискателя. Все научные результаты, которые выносятся на защиту, получены лично автором, а именно:

- Проведение комплексных испытаний экспериментальных образцов железобетонных элементов, поврежденных коррозией, при воздействии

высоких температур, включая организацию экспериментов, регистрацию и обработку полученных данных.

- Выполнен анализ результатов, направленный на выявление закономерностей изменения несущей способности конструкций в условиях огневого воздействия.

- Проведена численная аппроксимация поведения железобетонных конструкций с использованием метода конечных элементов, что позволило уточнить параметры модели.

- Предложен аналитический метод определения несущей способности коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при огневом воздействии, основанный на результатах экспериментальных исследований.

Степень достоверности и апробация результатов обеспечивается использованием положений строительной механики, теории железобетона, а также стандартных методов определения прочностных и деформационных характеристик бетона и арматуры. Испытания проводились с применением сертифицированного лабораторного оборудования, обеспечивающего требуемую точность и воспроизводимость измерений. Объём экспериментальных данных является достаточным для подтверждения надёжности и обоснованности сделанных выводов.

Апробация результатов диссертации.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

- Международной научно-практической конференции «Инновации в строительстве - 2024». Место и дата проведения: г. Брянск, 3-6 апреля 2024 года. Тема доклада: «Температурный анализ коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при огневом воздействии»;

- Конференции XXVII International Scientific Conference on Advance in Civil Engineering «Construction the formation of living environment» FORM-2024. Место и дата проведения: г.Ташкент, 25-27 апреля 2024 года. Тема доклада:

«Considération of corrosion damage of the protective layer of reinforced concrete column in fire resistance calculations»;

- V Национальной научной конференции МГСУ «Актуальные проблемы строительной отрасли и образования». Место и дата проведения: г. Москва, 16 декабря 2024 года. Тема доклада: «Анализ остаточных напряжений в коррозионно-поврежденных железобетонных элементах после огневого воздействия»;

- Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы техники, науки, технологии». Место и дата проведения: г. Брянск, 1315 февраля 2025 года. Тема доклада: «Оценка несущей способности железобетонных колонн с учетом коррозии и температурных воздействий»;

- Научном семинаре кафедры железобетонных и каменных конструкций ФГБОУ ВО МГСУ (г. Москва, 2025).

Публикации. Материалы диссертации достаточно полно изложены в 7 научных публикациях, из которых 4 работ опубликованы в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук (Перечень рецензируемых научных изданий), и 3 статьи в сборниках трудов национальных и международных конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 140 наименований. Работа изложена на 180 страницах основного текста, содержит 98 рисунков и 14 таблиц.

Содержание диссертации соответствует пунктам 1 и 3 паспорта научной специальности 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения:

п. 1. Построение и развитие теории, разработка аналитических и вычислительных методов расчёта механической безопасности и

огнестойкости, рационального проектирования и оптимизации конструкций и конструктивных систем зданий, и сооружений.

п. 3. Развитие теории и методов оценки напряжённого состояния, живучести, риска, надёжности, остаточного ресурса и сроков службы строительных конструкций, зданий и сооружений, в том числе при чрезвычайных ситуациях, особых и запроектных воздействиях, обоснование критериев приемлемого уровня безопасности.

Работа выполнена на кафедре «Железобетонные и каменные конструкции» ФГБОУ ВО НИУ «МГСУ» под руководством заведующего кафедрой ЖБК, заслуженного деятеля науки РФ, доктора технических наук, профессора, члена-корреспондента РААСН А. Г. Тамразяна.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю и всему коллективу кафедры «Железобетонные и каменные конструкции» за оказанную поддержку при подготовке данной работы.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Железобетонные конструкции, подвергающиеся комбинированному воздействию высоких температур и коррозии, испытывают значительное снижение несущей способности вследствие взаимосвязанного негативного эффекта данных факторов. Так, согласно данным натурных и численных исследований, степень снижения характеристик арматуры и бетона зависит не только от максимальной температуры нагрева, но и от скорости охлаждения конструкций после пожара [10, 23, 42, 85].

Известно, что при нагревании бетона выше 500°С существенно меняется его структура: появляются многочисленные микротрещины, происходит дегидратация и трансформация кристаллических структур цементного камня и заполнителя [25, 133]. Это вызывает значительное снижение прочности и жесткости элементов, которое, в отличие от стали, не восстанавливается после охлаждения [17, 22, 42]. Арматурные стержни, нагретые до аналогичных температур, демонстрируют частичное восстановление прочностных свойств и восстановление упругих характеристик при последующем охлаждении [17, 67].

Однако влияние коррозии арматуры на несущую способность железобетонных конструкций при огневом воздействии остается менее изученным. Так, по результатам исследований [8, 39], наличие коррозионных повреждений приводит к дополнительному снижению сцепления арматуры с бетоном, что снижает несущую способность конструкции еще до начала огневого воздействия. Кроме того, коррозионное повреждение бетона существенно ухудшает способность конструкций сопротивляться высоким температурам, так как разрушение структуры бетона и арматуры под воздействием агрессивной среды увеличивает пористость и способствует быстрому проникновению тепла внутрь сечения [30, 40].

Значительный интерес представляет анализ совместного воздействия коррозионных и температурных факторов на работу арматуры в бетоне.

Согласно исследованиям, представленным в работах [66, 72, 91, 96], коррозия стальной арматуры существенно влияет на ее пластические свойства, а также на характер взаимодействия с окружающим бетоном. При этом потеря сцепления особенно критична в условиях нагрева, так как в процессе пожара дополнительно уменьшается адгезия вследствие термической деформации и разрушения контактного слоя бетона вокруг стержней, что может привести к локальной потере устойчивости арматуры в пределах разрушения защитного слоя [5, 6, 56].

Отдельно следует выделить результаты экспериментов, подтверждающих, что после воздействия огня и коррозии железобетонные конструкции демонстрируют значительное снижение жесткости и несущей способности при последующих эксплуатационных нагрузках, в частности при динамических воздействиях или разгрузке [3, 4, 43, 51, 63]. В этих условиях наиболее адекватными являются расчётные модели, учитывающие одновременное влияние высоких температур, скорости охлаждения и начальной степени коррозии элементов [52, 75, 83].

Современные методы численного моделирования позволяют достаточно точно прогнозировать термомеханическое поведение железобетонных конструкций в условиях пожара с учётом коррозионного износа. Однако большинство существующих методик расчета ограничиваются упрощенными подходами, игнорирующими изменение физико-механических свойств арматуры и бетона вследствие коррозионных процессов [70, 77, 136].

Российские нормативные документы, регламентирующие расчёты и обследования конструкций после пожара [36-38], уделяют недостаточное внимание коррозионному повреждению, несмотря на значительное влияние последнего на безопасность и надежность объектов. В международных стандартах и публикациях [68, 69, 73, 74, 103] ситуация аналогична: стандартизированные методики в основном учитывают температурный фактор без оценки реального состояния конструкций, в частности при коррозии.

Таким образом, наиболее перспективным представляется подход, предлагающий модель расчёта несущей способности и жесткости железобетонных конструкций, комплексно учитывающую воздействия высоких температур и длительной коррозии. Такой подход обеспечивает адекватную оценку прочности элементов, учитывая изменение структуры бетона и арматуры при различных сценариях пожара, включая стадию охлаждения [42, 47, 48, 49, 105, 123, 123].

Согласно государственному докладу «О состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2020 году», количество пожаров в зданиях в 2020 году составило 34,63% (см. рис. 1.1) от общего числа пожаров (152 127 ед.). Суммарный ущерб от пожаров в зданиях оценивается в 17 712 311 тыс. руб. [29].

На транспортных средствах 17063 пожара

(3,88%)

На открытых территориях 267916 пожаров (60,99%)

На иных объектах 2200 пожаров (0,50%)

В зданиях и сооружениях 152127 пожаров (34,63%)

Рисунок 1.1 - Распределение количества пожаров, произошедших в Российской Федерации в 2023 г., по объектам возникновения пожаров [24].

Для подверженных коррозией железобетонных конструкций, рассмотрена статистика обрушения зданий в период с мая 2017 по май 2018. Анализ статистики обрушений зданий за период с мая 2017 по май 2018 года

показал, что около 32 % случаев связано с нарушением технологии строительно-монтажных и ремонтных работ, включая несоблюдение требований техники безопасности (для сравнения: в 2016 году - 39 %). Около 9 % обрушений обусловлены низким качеством строительных материалов (в 2016 году - 17 %). Нарушение условий эксплуатации (включая несоблюдение регламентированных сроков и режимов) приводит примерно к 53 % всех случаев обрушений (в 2016 году - 44 %). Проектные ошибки составляют 6 % [12]. Плохо уплотненные бетонные смеси не в состоянии защитить арматуру от коррозии. Изменение положения рабочей арматуры чревато коррозией арматуры и снижением огнестойкости конструкции [23]. Нарушение условий эксплуатации (например, несоблюдение тепловлажностного режима), некачественные заделки швов, обетонирование подвергают железобетонные конструкции агрессивному воздействию окружающей среды (попадание воды или конденсация влаги на поверхности конструкций, промерзание и т.п.), что также приводит к коррозии железобетонных конструкций [26].

В соответствии с требованиями федеральных законов №384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» необходимо обеспечивать механическую и пожарную безопасность строительных объектов уже на стадии проектирования [36, 37].

Для обеспечения надёжности железобетонных конструкций, работающих в нормальных условиях эксплуатации применяются положения СП 63.13330 «Бетонные и железобетонные конструкции» [38], а также СП 266.1325800.2016 «Конструкции сталежелезобетонные». Огнестойкость и устойчивость к высокотемпературным воздействиям регламентируются, в частности, СП 468.1325800.2019 [37], СТО 36554501-006-2006 и СП 28.13330.2017, определяющим требования по защите от коррозии. Из зарубежных нормативов был проанализирован EN 1992-1-2:2005/А101:2009 Еврокод 2 «Проектирование железобетонных конструкций Часть 1-2. Общие правила определения огнестойкости».

Рассматривая работу железобетонных конструкций, в которых уже присутствует некоторый процент коррозии, под действием огневого воздействия становится очевидным, что несущая способность этой конструкции будет заметно снижаться, при увеличении процента коррозии бетона и арматуры [42, 115]. При появлении трещин от продуктов коррозии арматуры, защитный слой бетона перестает препятствовать прогреву рабочей арматуры [85]. Находясь в условиях пожара, корродированный бетон изначально обладает меньшим сопротивлением сжатию и растяжению, чем бетон, не подвергшийся коррозии [42, 76]. Следовательно, переход конструкции в предельное состояние наступит значительно раньше [83, 88].

Таким образом, важной задачей является анализ влияния коррозионных повреждений железобетонных конструкций, зданий и сооружений на случай возникновения пожаров [85, 115]. Вместе с тем, сбор информации должен проводиться индивидуально по каждому конструктивному элементу, узлам сопряжений и сечениям [37, 42].

1.1 Коррозия арматуры в бетоне 1.1.1 Причины и механизмы развития коррозии

Арматура, заложенная в бетон, изначально находится в условиях, препятствующих развитию коррозии, благодаря образованию на её поверхности тонкой пассивной оксидной плёнки. Эта плёнка формируется за счёт высокой щелочности бетонной смеси (рН > 12,5) [69, 70]. Однако устойчивость арматурной стали к коррозионным воздействиям может быть нарушена в случае карбонизации бетона либо при проникновении в его структуру хлоридов [120, 132]. Механизм коррозии арматуры в железобетоне, как правило, рассматривается как двухстадийный процесс. Первая стадия -стадия инициации - охватывает период, в течение которого агрессивные среды (например, диоксид углерода или хлорид-ионы) медленно проникают через бетонную матрицу, не нарушая пока ещё пассивного состояния арматуры [92].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Баряк Дмитрий Сергеевич, 2025 год

Список использованной литературы

1. Ананина, М.В. Огнестойкость железобетонных конструкций: методы испытаний по российским и американским стандартам / М.В. Ананина, Д.О. Лепешкина // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2015. -№ 10(37). - С. 7-21.

2. Байков, В.Н. Железобетонные конструкции: общий курс: учеб. для вузов / В.Н. Байков, Э.Е. Сигалов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991. - 767 с.: ил.

3. Баряк, Д.С. Оценка несущей способности железобетонных колонн с учетом коррозии и температурных воздействий / Д.С. Баряк // Актуальные вопросы техники, науки, технологии: Сборник научных трудов национальной конференции, Брянск, 13-15 февраля 2025 года. - Брянск: Брянский государственный инженерно-технологический университет, 2025. - С. 402405. - EDN КККЗКВ.

4. Баряк, Д.С. Экспериментальные исследования огнестойкости коррозионно-поврежденных железобетонных колонн / Д.С. Баряк // Экономика строительства. - 2025. - № 3. - С. 542-545. - EDN GFJYJX.

5. Бенин, А.В. Математическое моделирование процесса разрушения сцепления арматуры с бетоном. Часть 1. Модели с учетом несплошности соединения / А.В. Бенин, А.С. Семенов, С.Г. Семенов, Б.Е. Мельников // Инженерно-строительный журнал. - 2013. - № 5(40). - С. 90-97.

6. Бенин, А.В. Математическое моделирование процесса разрушения сцепления арматуры с бетоном. Часть 2. Модели без учета несплошности соединения / А.В. Бенин, А.С. Семенов, С.Г. Семенов, Б.Е. Мельников // Инженерно-строительный журнал. - 2014. - № 1. - С. 33-42.

7. Берлинов, М.В. Учет коррозионных повреждений эксплуатируемых железобетонных конструкций в условиях трехосного напряженно-деформированного состояния / М.В. Берлинов, М.Н. Берлинова,

А.В. Творогов, Е.К. Печкина // Строительство и архитектура. - 2020. - Т. 8, № 3. - С. 40-46.

8. Бондаренко, В.М. Определение коррозийных потерь несущей способности сжатых железобетонных элементов при решении по СНиП / В.М. Бондаренко, А.И. Иванов, А.В. Пискунов // Бетон и железобетон. - 2011. - № 5. - С. 26

9. Возисова, А.А. Применение теории составных стержней в расчетах усилия образования трещин и ширины их раскрытия / А.А. Возисова, Д.С. Шустерман // Синергия наук. - 2018. - № 23. - С. 1258-1263.

10. Данилов, Р.А. Современные подходы к исследованию утраты огнестойкости эксплуатируемых железобетонных конструкций / Р.А. Данилов // Современные проблемы гражданской защиты. - 2022. - № 3(44). - С. 39-49.

11. Дехтерев, Д.С. К оценке долговечности железобетонных конструкций на основе обследования инженерно-технического состояния зданий / Д.С. Дехтерев // Перспективы науки. - № 5. - С. 78-81.

12. О состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2023 году : Государственный доклад. - М. : Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, 2024. - 124 с.

13. Кабанцев, О.В. Определение механических характеристик анкеров в поврежденном бетонном основании / О.В. Кабанцев, М.Г. Ковалев // Промышленное и гражданское строительство. - 2022. - № 9. - С. 57-65.

14. Кабанцев, О.В. Учет изменений расчетной схемы при анализе работы конструкции / О.В. Кабанцев, А.Г. Тамразян // Инженерно-строительный журнал. - 2014. - № 5(49). - С. 15-28. - DOI: 10.5862/MCE.49.2

15. Кайтуков, Т.Б. Адаптивные конечно-элементные модели в системах мониторинга зданий и сооружений / Т.Б. Кайтуков, А.М. Белостоцкий, П.А. Акимов, О.А. Негрозов, Н.О. Петряшев, С.О. Петряшев, С.В. Щербина, Д.К. Каличава // Magazine of Civil Engineering. - 2018. - № 2(78). - С. 169-178. DOI: 10.18720/MCE.78.14.

16. Камлюк, А.Н. Модели материалов арматуры и бетона для теплотехнических и прочностных расчетов на примере российского стандарта / А.Н. Камлюк, И.И. Полевода, А.В. Ширко // Вестник Командно-инженерного института МЧС Республики Беларусь. - 2013. - № 1(17). - С. 104-116.

17. Карпенко, Н.И. Диаграммы деформирования арматуры при совместном действии нагрузок и повышенных температур до +500 °С / Н.И. Карпенко, С.Н. Карпенко, Г.А. Моисеенко // Теория инженерных сооружений. Строительные конструкции. - 2024. - Т. 114, № 4. - С. 3-13.

18. Клюева, Н.В. Критерий прочности нагруженного и коррозионно-поврежденного бетона при плоском напряженном состоянии / Н.В. Клюева,

B.И. Колчунов, М.С. Губанова // Жилищное строительство. - 2016. - № 5. -

C.22-27.

19. Кодыш, Э.Н. Расчет железобетонных конструкций из тяжелого бетона по прочности, трещиностойкости и деформациям : монография / Э.Н. Кодыш, И.К. Никитин, Н.Н. Трекин. - М. : Ассоциация строительных вузов, 2010. -352 с.

20.Колчунов, В.И. Моделирование разрушения железобетонного каркаса многоэтажного здания с предварительно напряженными ригелями / В.И. Колчунов, Н.В. Федорова, С.Ю. Савин, В.В. Ковалев, Т.А. Ильющенко // Инженерно-строительный журнал. - 2019. - № 8(84). - С. 155-162. DOI: 10.18720/MCE. 92.13.

21. Король, Е.А. К расчёту трещиностойкости коррозионно-повреждаемого железобетонного элемента в зоне наклонного сечения / Е.А. Король, Н.В. Клюева, А.С. Бухтиярова, К.К. Шувалов // Вестник МГСУ. - 2009. - № 2. - С. 164-168.

22. Корсун, В.И. Расчёт температурно-усадочных деформаций высокопрочных бетонов применительно к условиям воздействия повышенных температур / В.И.Корсун, А.О.Баранов // Сборник научных трудов Российской академии архитектуры и строительных наук. Т. 2. - 2020. - С. 314-321.

23. Леденев, А.А. Влияние процессов коррозии арматурной стали на долговечность и огнестойкость железобетонных конструкций / А.А. Леденев, В.Т. Перцев // Вестник Воронежского института ГПС МЧС России. - 2015. -№ 2(15). - С. 15-19.

24. Мамин, А.Н. Проектирование железобетонных конструкций с использованием дискретно-связевой расчетной модели, адаптированной к методу конечных элементов / А.Н. Мамин, Э.Н. Кодыш // Concrete and reinforced concrete-glance at future. - 2014. - С. 186-194.

25. Милованов, А.Ф. Железобетонные температуростойкие конструкции : монография / А.Ф. Милованов. - М. : НИИЖБ, 2005. - 234 с.

26. Овчинников, И.И. Современное состояние проблемы расчёта армированных конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред с учётом коррозионного растрескивания / И.И. Овчинников // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2012. - № 3(3). - С. 18-31.

27. Овчинников, И.Г. Определение долговечности элементов конструкций, взаимодействующих с агрессивной средой / И.Г. Овчинников, В.В. Петров // Строительная механика и расчет сооружений. - 1982. - № 5. - С. 28-34.

28. Петров, В.В. Долговечность пластинок из нелинейно деформируемого материала при действии поперечной нагрузки и коррозионной среды / В.В. Петров, О.В. Пенина // Георесурсы. - 2008. - № 1(24). - С. 28-32.

29. Пожары и пожарная безопасность в 2023 году: информ.-аналит. сб. Балашиха: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2024. 110 с.

30. Попеско, А.И. Работоспособность железобетонных конструкций, подверженных коррозии / А.И. Попеско. - СПб. : СПбГАСУ, 1996. - С. 102125.

31. Попов, Д.С. Численные исследования перераспределений усилий в статически неопределимых коррозионно-поврежденных железобетонных балках / Д.С. Попов // Инженерный вестник Дона. - 2023. - №2 4(100). - С. 591610.

32. Попов, Д.С. Экспериментальные исследования динамических свойств коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов / Д.С. Попов // Строительство и реконструкция. - 2022. - № 2(100). - С. 55-64. DOI: 10.33979/2073-7416-2022-100-2-55-64.

33. Ржаницын, А.Р. Составные стержни и пластинки / А.Р. Ржаницын. - М. : Стройиздат, 1986. - 316 с..

34. Савин, С.Ю. Расчет устойчивости железобетонных каркасов зданий при особых воздействиях / С.Ю. Савин, В.И. Колчунов, Н.В. Федорова // Промышленное и гражданское строительство. - 2023. - № 9. - С. 12-21.

35. Самарский, А.А. Вычислительная теплопередача / А.А. Самарский, П.Н. Вабищевич. - М. : Едиториал УРСС, 2003. - 784 с.

36. СП 339.1325800.2017. Здания и сооружения. Правила обследования после пожара. - 27 с.

37. СП 468.1325800.2019. Бетонные и железобетонные конструкции. Правила обеспечения огнестойкости и огнесохранности. - М.: Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации, 2019. - 47 с.

38. СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения: актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. - 87 с.

39. Смоляго, Г.А. Изучение влияния дефектов железобетонных конструкций на развитие коррозионных процессов арматуры / Г.А. Смоляго, В.И. Дронов, А.В. Дронов, С.И. Меркулов // Промышленное и гражданское строительство. - 2014. - № 12. - С. 25-27.

40. Степанова, В.Ф. Влияние степени коррозионного поражения арматуры на совместную работу с бетоном / В.Ф. Степанова, Н.А. Спивак, Е.Н. Королева // Вестник научных исследований. - 2024. - Т. 1(40). - С. 105-116.

41. Тамразян, А.Г. К устойчивости внецентренно сжатых железобетонных элементов с малым эксцентриситетом с учетом реологических свойств бетона / А.Г. Тамразян // Железобетонные конструкции. - 2023. - № 2(2). - С. 48-57. DOI: 10.22227/2949-1622.2023.2.48-57.

42. Тамразян, А.Г. Несущая способность коррозионно-поврежденных изгибаемых железобетонных элементов, подвергнутых огневому воздействию / А.Г. Тамразян // Academia. Архитектура и строительство. - 2022. - № 4. -С. 130-137.

43. Тамразян, А.Г. Экспериментальные исследования внецентренно сжатых железобетонных элементов при кратковременных динамических нагружениях в условиях огневых воздействий / А.Г. Тамразян, Л.А. Аветисян // Промышленное и гражданское строительство. - 2014. - № 4. - С. 24-28.

44. Тамразян, А.Г. Несущая способность коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при поперечном нагружении / А.Г. Тамразян, А.В. Алексейцев, Д.С. Попов, Н.С. Курченко // Промышленное и гражданское строительство. - 2023. - № 9. - С. 5-11. DOI: 10.33622/0869-7019.2023.09.0511. - EDN BMPSSJ.

45. Тамразян, А.Г. Аналитическая оценка несущей способности коррозионно-поврежденных железобетонных колонн при огневом воздействии / А.Г. Тамразян, Д.С. Баряк // Экономика строительства. - 2025. - № 2. - С. 434436. EDN PAHVKC.

46. Тамразян, А.Г. Сцепление коррозионно-поврежденных железобетонных элементов при огневом воздействии / А.Г. Тамразян, Д.С. Баряк // Строительство и реконструкция. - 2025. - № 1(1). - С. 40-47. DOI: 10.33979/2073-7416-2025-117-1-40-47.

47. Тамразян, А.Г. Температурный анализ коррозионно-поврежденных сжатых железобетонных элементов при огневом воздействии / А.Г. Тамразян, Д.С. Баряк // Инновации в строительстве : материалы международной научно-практической конференции, Брянск, 03-06 апреля 2024 года. - Брянск : Брянский государственный инженерно-технологический университет, 2024. -С. 255-259. EDN NQOMVV.

48. Тамразян, А.Г. Анализ остаточных напряжений в коррозионно-поврежденных железобетонных элементах после огневого воздействия / А.Г. Тамразян, Д.С. Баряк // Актуальные проблемы строительной отрасли и

образования - 2024 : Сборник докладов V Национальной научной конференции, Москва, 16 декабря 2024 года. - М. : Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2025. - С. 17-21. EDN XLJYRJ

49. Тамразян, А.Г. Экспериментальные исследования влияния высокотемпературного воздействия на сцепление арматуры и бетона в коррозионно-поврежденном железобетоне / А.Г. Тамразян, Д.С. Баряк // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. - 2025. - Т. 21, № 1. - С. 18-25. DOI: 10.22363/1815-5235-2025-21-18-25.

50. Тамразян, А.Г. Надежностная оптимизация конструкций с учетом неопределенностей при проектировании / А.Г. Тамразян, Т.А. Мацеевич // Актуальные проблемы строительной отрасли и образования - 2022 : Сборник докладов Национальной научной конференции. - М. : Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2023. - С. 50-54.

51. Тамразян, А.Г. Жесткость поврежденной пожаром железобетонной колонны при разгрузке после высокоинтенсивного горизонтального воздействия / А.Г. Тамразян, В.И. Черник // Вестник МГСУ. - 2023. - Т. 18, № 9. - С. 1369-1382.

52. Тамразян, А.Г. Тепломассоперенос в железобетонных колоннах при огневом воздействии с учетом стадии охлаждения / А.Г. Тамразян, В.И. Черник // Строительство и реконструкция. - 2024. - № 113(3). - С. 72-82.

53. Травуш, В.И. О восьмом международном симпозиуме РААСН «Актуальные проблемы компьютерного моделирования конструкций и сооружений» / В.И. Травуш, Д.В. Кузеванов, Ю.С. Волков // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. - 2023. - № 2(19). -С. 205-213.

54. Травуш, В.И. Живучесть конструктивных систем зданий при особых воздействиях / В.И. Травуш, Н.В. Федорова // Инженерно-строительный журнал. - 2018. - № 5(81). - С. 73-78. DOI: 10.18720/MCE.81.8.

55. Трекин, Н.Н. Особое предельное состояние железобетонных конструкций и его нормирование / Н.Н. Трекин, Э.Н. Кодыш // Промышленное и гражданское строительство. - 2020. - № 5. - С. 4-9. DOI: 10.33622/08697019.2020.05.04-09.

56. Трофимов, А.В. Расчет железобетонных элементов с учетом неупругой работы сцепления арматуры с бетоном : монография / А.В. Трофимов, И.А. Рудный. - СПб. : СПбГАСУ, 2023. - 202 с.

57. Туснин, А.Р. Численный расчет сталежелезобетонных конструкций / А.Р. Туснин // Строительство: наука и образование. - 2022. - № 1. - С. 61-73.

58. Федоров, В.С. Определение жесткостных характеристик изгибаемых железобетонных элементов при одностороннем нагреве со стороны растянутой зоны / В.С. Федоров, В.Е. Левитский, Е.А. Исаева // Инновационное развитие регионов: потенциал науки и современного образования : материалы V Национальной научно-практической конференции с международным участием, приуроченной ко Дню российской науки, Астрахань, 2022 г. - Астрахань : Издательство Астраханского государственного технического университета, 2022. - С. 13-17

59. Федоров, В.С. Методика расчета ширины раскрытия трещин в железобетонных внецентренно сжатых конструкциях с учетом эффекта нарушения сплошности / В.С. Федоров, Е.В. Шавыкина, В.И. Колчунов // Строительная механика и расчет сооружений. - 2009. - № 1. - С. 8-11.

60. Федосов, С.В. О некоторых особенностях математического моделирования явлений тепломассопереноса на границах двухфазных сред / С.В. Федосов // Повышение энерго-ресурсо-эффективности и экологической безопасности процессов и аппаратов химической и смежных отраслей промышленности (ISTS «ЕЕ$ТЕ-2021»). - 2021. - С. 56-64.

61. Холмянский, М.М. Контакт арматуры с бетоном / М.М. Холмянский. -М. : Стройиздат, 1981. - 184 с.

62. Черник, В.И. Эффективная жесткость железобетонных колонн после пожара / В.И. Черник // Перспективы науки. - 2022. - № 5(152). - С. 88-92.

63. Черник, В.И. Аналитическая модель деформаций железобетонных колонн, основанная на механике разрушения / В.И. Черник, А.Г. Тамразян // Строительная механика инженерных конструкций и зданий. - 2022. - Т. 18, № 6. - С. 573-583.

64. Чернышов, Е.М. Развитие методов прогнозирования долговечности строительных конструкций на основе разработки теории и моделей коррозии бетонов с учетом явлений тепломассопереноса и формирования градиентных состояний / Е.М.Чернышов, С.В.Федосов, В.Е.Румянцева // Academia. Архитектура и строительство. - 2023. - № 1. - С. 89-100. DOI: 10.22337/20779038-2023-1-89-100.

65. Якупов, И.Ф. Поведение металла при пожаре и способы его огнезащиты / И.Ф. Якупов // Вестник науки и образования. - 2021. - № 16-2(119). - С. 2227.

66. Abo Nassar, N.E.M.A. Reinforcement corrosion in reinforced concrete structures: Classification and overview / N.E.M.A. Abo Nassar // International Journal of Advanced Engineering, Sciences and Applications (IJAESA). - 2021. -Vol. 2, Issue 1. - Pp. 19-24.

67. Abuhishmeh, K. Behavior of high strength reinforcing steel rebars after high temperature exposure: Tensile properties and bond behavior using pull-out and end beam tests / K. Abuhishmeh, H. Hojat Jalali, M. Ebrahimi, M.A. Soltanianfard, C.O. Correa, J.S. Cornejo // Engineering Structures. - 2024. DOI: 10.1016/j .engstruct.2024.117730.

68. ACI 216.1-14. Code Requirements for Determining Fire Resistance of Concrete and Masonry Construction Assemblies. - Farmington Hills: American Concrete Institute, 2014. - 45 p.

69. ACI Committee 222. Protection of Metals in Concrete Against Corrosion. ACI 222R-01. - Farmington Hills: American Concrete Institute, 2001. - 41 p.

70. Ahmad, S. Reinforcement corrosion in concrete structures, its monitoring and service life prediction / S. Ahmad // Cement and Concrete Composites. - 2003. -Vol. 25, Issue 4-5. - Pp. 459-471.

71. Albero, V. High-temperature effects on bond behaviour between concrete and corrosion resistant steel reinforcements / V. Albero, D. Hernandez-Figueirido, M.Roig-Flores, A. Melchor-Eixea, A. Piquer // Construction and Building Materials. - 2024. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.138086.

72. Almusallam, A.A. Effect of reinforcement corrosion on bond strength / A.A. Almusallam, A.S. Al-Gahtani, A.R. Aziz, Rasheeduzzafar // Construction and Building Materials. - 1996. - Vol. 10, No. 2. - Pp. 123-129.

73. AS 1530.4:2014. Methods for Fire Tests on Building Materials, Components and Structures - Part 4: Fire-resistance tests for elements of construction. - Sydney: Standards Australia, 2014. - 94 p.

74. AS 3600:2018. Concrete Structures. - Sydney: Standards Australia, 2018. -299 p.

75. Ba, G. Bond strength of corroded reinforcements in concrete after high-temperature exposure / G. Ba, X. Weng, C. Liu, J. Miao // Construction and Building Materials. - 2021. - Vol. 270. - Article 121400.

76. Ba, G.Z. Numerical modeling of uniaxial corroded reinforced concrete columns exposed to fire / G.Z. Ba, W. Wu, H. Dai, Y. Jiao, J. Zhang // Buildings. - 2024. -Vol. 14, No. 9. - Article 2737. DOI: 10.3390/buildings14092737.

77. Bazant, Z.P. Fracture and Size Effect in Concrete and Other Quasibrittle Materials / Z.P. Bazant, J. Planas. - Boca Raton : CRC Press, 1997. - 640 p.

78. Banoth, I. Bond between deformed steel rebars and concrete at elevated temperatures / I. Banoth, A. Agarwal // Fire Safety Journal. - 2024. DOI: 10.1016/j .firesaf.2024.104133.

79. Bisby, L. A contemporary review of large-scale nonstandard structural fire testing / L. Bisby, J. Gales, C. Maluk // Fire Science Reviews. - 2013. - Vol. 2, No. 1. - Pp. 1-27.

80. Bresler, B. Tie requirements for reinforced concrete columns / B. Bresler, P.H. Gilbert // Journal of ACI. - 1961. - Vol. 58, No. 5. - Pp. 555-570.

81. Cabrera, J.G. Deterioration of concrete due to reinforcement steel corrosion / J.G. Cabrera // Cement and Concrete Composites. - 1996. - Vol. 18, No. 1. - Pp. 4759.

82. Cairns, J. Mechanical properties of corrosion-damaged reinforcement / J. Cairns, G.A. Plizzari, Y. Du, D.W. Law, C. Franzoni // ACI Materials Journal. - 2005. -Vol. 102, No. M29. - Pp. 256-264.

83. Cai, B. Finite element analysis and calculation method of residual flexural capacity of post-fire RC beams / B. Cai, B. Li, F. Fu // International Journal of Concrete Structures and Materials. - 2020. - Vol. 14, Article 58.

84. Capozucca, R. Damage to reinforced concrete due to reinforcement corrosion / R. Capozucca // Construction and Building Materials. - 1995. - Vol. 9, No. 5. -Pp. 295-303.

85. Chandra, S. Fire performance of corroded reinforced concrete columns / S. Chandra, U.K. Sharma, M.Green, J. Gales, P. Bhargava // Fire Technology. -2023. - Vol. 60, No. 4. - Pp. 2265-2295. DOI: 10.1007/s10694-023-01472-x.

86. Chen, Y. Experimental research on post-fire behavior of reinforced concrete columns / Y. Chen, et al. // Fire Safety Journal. - 2009. - Vol. 44, No. 5. - Pp. 741748. DOI: 10.1016/j.firesaf.2009.02.004.

87. CSA A23.3-14. Design of Concrete Structures. - Ottawa: Canadian Standards Association, 2014. - 394 p.

88. Demir, U. Impact of time after fire on post-fire seismic behavior of RC columns / U. Demir, C. Goksu, E.Binbir, A.Ilki // Structures. - 2020. - Vol. 26. - Pp. 537548.

89. Diederichs, U. Bond strength at high temperatures / U. Diederichs, U. Schneider. - Brunswick : Technical University of Brunswick, 1981. - 35 p.

90. Drobiec, L. Numerical modelling of thermal insulation of reinforced concrete ceilings with complex cross-sections / L. Drobiec, R. Wyczolkowski, A. Kisiolek // Applied Sciences. - 2020. - Vol. 10, No. 7. - Article 2537.

91. Du, Y.G. Effect of corrosion on ductility of reinforcing bars / Y.G. Du, L.A. Clark, A.H.C. Chan // Magazine of Concrete Research. - 2005. - Vol. 57, No. 7. - Pp. 407-419.

92. El Maaddawy, T. A model for prediction of time from corrosion initiation to corrosion cracking / T.El. Maaddawy, K. Soudki // Cement and Concrete Composites. - 2007. - Vol. 29, No. 3. - Pp. 168-175.

93. Elwood, K.J. Effective stiffness of reinforced concrete columns / K.J. Elwood, M.O. Eberhard // ACI Structural Journal. - 2009. - Pp. 476-484.

94. Eriksson, D. FEM-modeling of reinforced concrete and verification of the concrete material models available in ABAQUS / D. Eriksson, T. Gasch. -Stockholm : Royal Institute of Technology, Department of Mechanics, 2010.

95. Ervine, B. Thermal propagation through tensile cracks in reinforced concrete /

B.Ervine, et al. // Journal of Materials in Civil Engineering. - 2012. - Vol. 24, No. 5.

- Pp. 516-522.

96. Fernandez, I. Structural effects of steel reinforcement corrosion on statically indeterminate reinforced concrete members / I. Fernandez, M.F. Herrador, A.R. Mari, J. Bairan // Materials and Structures. - 2016. - Vol. 49, No. 12. -Pp.4959-4973.

97. Feng, Q. Deterioration of bond-slip due to corrosion of steel reinforcement in reinforced concrete / Q. Feng, P. Visintin, D.J. Oehlers // Magazine of Concrete Research. - 2015. - Pp. 1-14.

98. Fu, C. Bond degradation of non-uniformly corroded steel rebars in concrete /

C. Fu, D. Fang, H. Ye, L. Huang, J. Wang // Engineering Structures. - 2021. -Vol. 226. - Article 111392.

99. Franssen, J.M. Modeling structures in fire with SAFIR: Theoretical background and capabilities / J.M. Franssen, T. Gernay // Journal of Structural Fire Engineering.

- 2017. - Vol. 8, No. 3. - Pp. 300-323.

100. Goyal, A. A review of corrosion and protection of steel in concrete / A. Goyal, H.S. Pouya, E. Ganjian, P. Claisse // Arabian Journal for Science and Engineering.

- 2018. - Vol. 43. - Pp. 5035-5055.

101. Hoang, N.-D. Predicting ultimate bond strength of corroded reinforcement and surrounding concrete using a metaheuristic optimized least squares support vector regression model / N.-D. Hoang, X.-L. Tran, H. Nguyen // Neural Computing and Applications. - 2019. - Vol. 32. - Pp. 9171-9185.

102. ISO 23932-1:2018. Fire safety engineering - General principles - Part 1: General. - Geneva: International Organization for Standardization, 2018. - 39 p.

103. ISO 834-1:1999. Fire-resistance tests - Elements of building construction -Part 1: General requirements. - Geneva: International Organization for Standardization, 1999. - 25 p.

104. Jiang, C. Degradation of steel-to-concrete bond due to corrosion / C. Jiang, Y.-F. Wu, M.-J. Dai // Construction and Building Materials. - 2018. - Vol. 158. -Pp. 1073-1080.

105. Kodur, V.K.R. Simplified approach for evaluating residual strength of fire-exposed reinforced concrete columns / V.K.R. Kodur, N.K. Raut, X.Y. Mao, W. Khaliq // Materials and Structures. - 2013. - Vol. 46, No. 9. - Pp. 1373-1388.

106. Korsun, V. Mechanical properties of high-strength concrete after heating at temperatures up to 400 °C / V. Korsun, A. Baranov // Proceedings of EECE 2020. -2021. - Pp. 454-463. DOI: 10.1007/978-3-030-72404-7_44.

107. Kumar, Ch.N.S. Effects of treated corrosion reinforcement on structural behavior of concrete beams / Ch.N.S. Kumar, R. Dilip // ASPS Conference Proceedings. - 2022. - Vol. 1. - Pp. 153-158.

108. Law, A. The influence of travelling fires on a concrete frame / A. Law, J. SternGottfried, M. Gillie, G. Rein // Engineering Structures. - 2011. - Vol. 33, No. 5. -Pp. 1635-1642.

109. Li, X. Study on the bond properties between steel bar and fiber reinforced concrete after high temperatures / X. Li, C. Lu, Y. Cui, L. Zhou // Structures. - 2023. DOI: 10.1016/j.istruc.2023.02.005.

110. Liu, C. Experimental evaluation of bond behavior between corroded reinforcing bars and concrete under elevated temperatures / C. Liu, L. Yan, G. Ba,

J. Miao, Y. Liu // Journal of Materials in Civil Engineering. - 2023. - Vol. 35, No. 8. - Article 04018209. DOI: 10.1061/JMCEE7.MTENG-15206.

111. Liu, C. Experimental study on dynamic bond behavior between reinforcement and concrete under fire / C. Liu, Z. Qiu, S. Zhang, L. Yan, J. Miao, C. Zheng // Journal of Materials in Civil Engineering. - 2024. DOI: 10.1061/JMCEE7.MTENG-17655.

112. Liu, C.W. Finite-element model modification for investigating the dynamic behavior of fire-exposed reinforced concrete beams with corrosion / C.W. Liu, X.D. Zhang, X.H. Huang, S.Q. Sun // Journal of Structural Engineering. - 2024. -Vol. 150, No. 9. DOI: 10.1061/JSENDH.STENG-13467.

113. Lubloy, É. Temperature effects on bond between concrete and reinforcing steel / É. Lubloy, B.L. Gyorgy // Zbornik radova Gradevinskog fakulteta Subotica. -2019. - No. 26. - Pp. 23-34.

114. Masmoudi, A. Evaluation of temperature effect on the bond properties between GFRP bars reinforcement and concrete / A. Masmoudi, R. Masmoudi, M.B. Ouezdou // Advances in Geomaterials and Structures. - 2008. - Pp. 437-445.

115. Mishra, L. Behavior of deteriorated reinforced concrete columns under elevated temperatures / L. Mishra, U.K. Sharma // Fire Technology. - 2024. - Vol. 60, No. 3. - P. 1569-1607. DOI: 10.1007/s10694-023-01535-z.

116. Moehle, J. Seismic Design of Reinforced Concrete Buildings / J. Moehle. -New York : McGraw-Hill Education, 2014. - 873 p.

117. Mohaine, S. Residual bond-slip behavior in reinforced concrete members exposed to elevated temperatures / S. Mohaine, L. Bostrom, M. Lion, R. McNamee // Structural Concrete. - 2023. - Vol. 24, No. 3. - P. 3281-3298. DOI: 10. 1002/suco.202200927.

118. NBC 2015. National Building Code of Canada. - Ottawa: National Research Council of Canada, 2015. - 1536 p.

119. NFPA 5000:2021. Building Construction and Safety Code. - Quincy: National Fire Protection Association, 2021. - 539 p.

120. Pradhan, B. Corrosion behavior of steel reinforcement in concrete exposed to composite chloride-sulfate environment / B. Pradhan // Construction and Building Materials. - 2014. - Vol. 72. - Pp. 398-410.

121. Tamrazyan, A. Comparative analysis of analytical and experimental results of the strength of compressed reinforced concrete columns under special combinations of loads / A. Tamrazyan, L. Avetisyan // MATEC Web of Conferences. - 2016. -Vol. 86. - Article 01029.

122. Tamrazyan, A.G. Experimental and theoretical study of reinforced concrete elements under different characteristics of loading at high temperatures / A.G. Tamrazyan, L.A. Avetisyan // Procedia Engineering. - 2016. - Vol. 153. -Pp. 721-725.

123. Tamrazyan, A.G. Analytical model of deformation of reinforced concrete columns based on fracture mechanics / A.G. Tamrazyan, V.I. Chernik, T.A. Matseevich, I.K. Manaenkov // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. - 2022. - Vol. 18, No. 6. - Pp. 573-583.

124. Tamrazyan, A. Bilinear model of behavior reinforced concrete column under high-intensity lateral loads after fire / A. Tamrazyan, V. Chernik // E3S Web of Conferences. - 2023. - Vol. 410. - Article 03018.

125. Tao, Z. Residual bond strength in steel reinforced concrete columns after fire exposure / Z. Tao, Q. Yu // Fire Safety Journal. - 2012. - Vol. 53. - Pp. 19-27.

126. Tholey, M.J. Thermal gradients and residual stresses in veneered Y-TZP frameworks / M.J. Tholey, M.V. Swain, N. Thiel // Dental Materials. - 2011. -Vol. 27. - Pp. 1102-1110.

127. Tariq, F. Bond-slip models for corroded RC members exposed to fire / F. Tariq, P. Bhargava // Journal of Structural Engineering. - 2022. - Vol. 148, No. 3. - Article 04021277. DOI: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0003135.

128. Tariq, F. Flexural behavior of corroded RC beams exposed to fire / F. Tariq, P. Bhargava // Structures. - 2021. - Vol. 33. - Pp. 1366-1375. DOI: 10.1016/j.istruc.2021.05.025.

129. Varghese, A. Influence of fibers on bond strength of concrete exposed to elevated temperature / A. Varghese, N. Anand, G.P. Arulraj, U.J. Alengaram // Journal of Adhesion Science and Technology. - 2019. - Vol. 33, No. 14. - P. 15211543.

130. Sobhan, K. Fire resistance of corroded high-strength structural concrete / K. Sobhan, D.V. Reddy, F. Martinez // Journal of Structural Fire Engineering. -2021. - Vol. 12, No. 1. - P. 17-34. - DOI: 10.1108/JSFE-10-2019-0033.

131. Yi, W.-J. Fatigue behavior of reinforced concrete beams with corroded steel reinforcement / W.-J. Yi, S.K. Kunnath, X.-D. Sun, C.-J. Shi, F.-J. Tang // ACI Structural Journal. - 2010. - Vol. 107. - P. 526-533.

132. Yuan, Y. Effect of corrosion layer of steel bar in concrete on time-variant corrosion rate / Y. Yuan, Y. Ji, J. Jiang // Materials and Structures. - 2009. - Vol. 42. - P. 1443-145.

133. Zuo, W. Experimental investigation on concrete compressive strength exposed to elevated temperatures / W. Zuo, H. Cao, L. Liu, J. Zhao // Construction and Building Materials. - 2021. - Vol. 288. - Article 122947.

134. Menetrey, P. Triaxial failure criterion for concrete and its generalization / P. Menetrey, K. Willam // ACI Structural Journal. - 1995. - Vol. 92, No. 3. - P. 311318.

135. Grassl, P. Damage-plastic model for concrete failure / P. Grassl, M. Jirasek // International Journal of Solids and Structures. - 2006. - Vol. 43, No. 22-23. -P. 7166-7196.

136. Ozbolt, J. Numerical modeling of reinforced concrete structures exposed to combined mechanical and environmental actions / J. Ozbolt, F. Orsanic // Cement and Concrete Composites. - 2018. - Vol. 89. - P. 226-240.

137. Schwer, L.E. A three-invariant smooth cap model with mixed hardening / L.E. Schwer, Y.D. Murray // International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. - 1994. - Vol. 18, No. 10. - P. 657-688.

138. Xiao, Y. A numerical study on damage and failure characteristics of corroded reinforced concrete structures / Y. Xiao, Q. Li, W. Jiang, H. Konietzky // Engineering Fracture Mechanics. - 2019. - Vol. 218. - Article 106618.

139. Zhang, J.C. A numerical investigation of thermal-induced explosive spalling behavior of a concrete material using cohesive interface model /J.C. Zhang, J.M. Chen, R.W. Zhang, R.X .Guo // Frontiers in Physics. - 2022. - Vol. 10. -DOI: 10.3389/fphy.2022.857381.

140. Zeng, B. Corrosion-induced cracking pattern analysis of RC beam under sustained load considering the poromechanical characteristics of corrosion products / B. Zeng, Y.Z. Wang, F.Y. Gong, K. Maekawa // Buildings. - 2022. - Vol. 12, No. 12. - Article 2256. - DOI: 10.3390/buildings12122256.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Справка о внедрении результатов исследования в практику проектирования